ควอซิคริสตัลแม่เหล็กศึกษาโดยใช้คิวบิต

Alejandro Lopez-Bezanilla นักฟิสิกส์จากห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Los Alamos ใช้คอมพิวเตอร์

ทำงานบนหลักการของการหลอมควอนตัมเพื่อการสร้างแบบจำลองสถานะแม่เหล็กของควอซิคริสตัลเพนโรส เทคโนโลยีนี้เปิดแนวทางใหม่ในการพัฒนาวัสดุใหม่และการประมวลผลควอนตัมที่เชื่อถือได้

เพนโรสควอซิคริสตัล P3 ภาพ: Alejandro Lopez-Bezanilla, Cristiano Nisoli, ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์

ผู้วิจัยใช้คอมพิวเตอร์ดีเวฟในเป็นแพลตฟอร์มสำหรับทำการทดลองทางกายภาพจริงกับควาซิคริสตัล ไม่ใช่สำหรับการจำลอง เขาเลือก 201 qubits และเชื่อมต่อเข้าด้วยกันเพื่อสร้างรูปร่างของ Penrose quasicrystal

ฉันเชื่อมต่อ qubits เพื่อให้พวกเขาอยู่ด้วยกันสร้างรูปทรงเรขาคณิตของหนึ่งในควอซิคริสตัลที่เรียกว่า P3 ที่น่าแปลกใจคือ ฉันสังเกตเห็นว่าการใช้สนามแม่เหล็กภายนอกบางอย่างกับโครงสร้างทำให้คิวบิตบางส่วนแสดงทั้งทิศทางขึ้นและลงด้วยความน่าจะเป็นที่เท่ากัน ส่งผลให้ควอซิคริสตัล P3 มีรูปร่างแม่เหล็กที่หลากหลาย

Alejandro López-Bezanilla ผู้เขียนการศึกษา

quasicrystal เป็นโครงสร้างที่คล้ายคลึงกันตาข่ายคริสตัล แต่ประกอบด้วยการซ้ำของรูปทรงพื้นฐานบางอย่างที่มีกฎแตกต่างจากคริสตัลทั่วไป การศึกษาแสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงในความแรงของปฏิสัมพันธ์ระหว่างแต่ละ qubits กับองค์ประกอบดังกล่าวและสนามแม่เหล็กภายนอกนำไปสู่ความจริงที่ว่า quasicrystals ตั้งอยู่ในโครงสร้างแม่เหล็กที่แตกต่างกัน

การกำหนดค่าแม่เหล็กที่หลากหลายในไดอะแกรมปัจจัยโครงสร้างของเฟสต่างๆ สี่เหลี่ยมสีขาวแสดงถึงรูปทรงห้าเหลี่ยมในปริภูมิซึ่งกันและกัน ซึ่งบ่งบอกถึงความสมมาตรห้าเท่าของคริสตัลควอซิคริสตัล ภาพ: Alejandro Lopez-Bezanilla, Cristiano Nisoli, Science Advances

โครงตาข่ายแม่เหล็กกึ่งคริสตัลสามารถมีสถานะที่เหนือกว่าสถานะศูนย์และหนึ่งบิตที่ใช้ในระบบคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิม ด้วยความช่วยเหลือของสนามแม่เหล็ก จึงเป็นไปได้ที่จะควบคุมการหมุนของคิวบิตและเปลี่ยนแนวแม่เหล็กของวัตถุกึ่งผลึกได้ นักวิจัยกล่าวเสริม คุณสมบัติที่ไม่รู้จักก่อนหน้านี้สามารถใช้ในการพัฒนาวัสดุใหม่และสร้างระบบควอนตัมที่ป้องกันเสียงรบกวนได้

อ่านเพิ่มเติม:

ดาวเคราะห์ดวงหนึ่งสามารถดับชีวิตบนโลกได้: นักวิทยาศาสตร์พิสูจน์ความเปราะบางของระบบสุริยะได้อย่างไร

เครื่องบินที่มีปีกคงที่ในการชาร์จหนึ่งครั้งบินเป็นระยะทางจากมอสโกวไปยังเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก

ชื่อว่าสาเหตุหนึ่งของความแก่และวิธี “ย้อนวัย”